一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法技术

本发明专利技术属于海滨钢筋混凝土工程建设领域，具体公开了一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法，包括加入的两种反应物比例以及较优反应时间；对400ml不同氯离子浓度的海水进行分类实验，加入不同量的氢氧化钙、偏铝酸钠，搅拌均匀充分反应后过滤，测定其剩余氯离子浓度，与初始海水氯离子浓度对比，如果满足海水预除氯的要求，则已除氯海水可以用作混凝土拌和水；如不满足要求，则进行多次除氯。本发明专利技术提供了一整套基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法，成本较低、操作简易，使海水中氯离子含量经预除后达到混凝土拌和用水氯离子含量要求，对将海水作为混凝土拌和用水、运用于海滨钢筋混凝土工程的可行性具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法
本专利技术涉及海滨钢筋混凝土工程建设领域，具体为一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法。
技术介绍
海滨钢筋混凝土工程建设中，由于淡水资源匮乏及受施工条件限制，采用海水拌和混凝土的情况时有发生，且无法得到有效控制。但目前大部分的海滨钢筋混凝土结构仍然采用普通钢筋，海水中较高的氯离子含量会导致这些普通钢筋发生锈蚀，严重破坏这些结构的安全。已有一些海水除氯工艺，如电析法、离子交换法，较为复杂、且成本较高，无法满足实际工程需要。超高石灰铝法已经在污水处理中取得较好成果，其原理是通过向含氯溶液中加入干的氢氧化钙(Ca(OH)2)和干的偏铝酸钠(NaAlO2)，使其与氯离子结合生成钙铝氯的弗氏盐沉淀(Ca4Al2Cl2(OH)12，即Friedel盐，过滤生成的沉淀物即可达到降低原含氯溶液中氯离子浓度的目的。但海水中氯离子浓度比污水中氯离子浓度高，采用超高石灰铝法对海水进行除氯，海水中采用的试剂用量、反应时间需要重新确定。因而，有必要对超高石灰铝法海水除氯进行研究以确定需加入的氢氧化钙和偏铝酸钠较佳用量；同时，考虑工程施工实际情况，加入氢氧化钙和偏铝酸钠后的反应时间也不能过长，需要确定较优的反应时间。这两者均是采用超高石灰铝法技术预除海水中氯离子的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法，包括如下具体步骤：S1：准备氯化钠、硫酸镁、无水氯化钙、去离子水、标准氯化钠溶液、饱和硝酸钠溶液、干燥氢氧化钙和干燥偏铝酸钠；S2：分别配制400ml初始氯离子浓度为4000mg/L、10000mg/L和18000mg/L的三组模拟海水；S3：向上述三组模拟海水中分别依次加入氢氧化钙和偏铝酸钠，搅拌均匀，在常温条件下反应1小时，完成除氯反应，反应时间内，等间隔时间搅拌；S4：除氯反应结束后用布氏漏斗快速滤纸进行过滤；S5：对CLU-S型氯离子含量快速测定仪进行电极校准，测定过滤后的海水剩余氯离子浓度；S6：根据混凝土拌和用水水质要求，对比预除氯后溶液剩余氯离子浓度，判断除氯后的海水是否可用作混凝土拌和用水。优选的，步骤S1中，氯化钠为NaCl含量大于99.5％的分析纯；无水硫酸镁为MgSO4含量大于98％的分析纯；无水氯化钙为CaCl2含量大于96％的分析纯；干燥氢氧化钙为Ca(OH)2含量大于95％的分析纯；干燥偏铝酸钠中NaAlO2含量大于98％；氯化钠标准溶液浓度为0.1mol/L和0.01mol/L；硝酸钠标准溶液浓度为0.1mol/L。优选的，步骤S2中，配制模拟海水的具体步骤为：将氯化钠、无水硫酸镁和无水氯化钙按不同氯离子浓度比例加入去离子水中，在磁力搅拌器内搅拌至澄清状态；每次使用已配置好的海水前都需再次在磁力搅拌器内搅拌均匀，再按量分配。优选的，步骤S3中，根据海水不同的初始氯离子浓度来添加氢氧化钙，具体为：当初始氯离子浓度小于10000mg/L时，按氢氧化钙氯离子摩尔比为2.4：1加入氢氧化钙；当初始氯离子浓度大于或等于10000mg/L时，按氢氧化钙氯离子摩尔比为2：1加入氢氧化钙。优选的，步骤S3中，氢氧化钙加入完成后，搅拌均匀，然后按氢氧化钙与偏铝酸钠的质量比为1.2：1加入偏铝酸钠，搅拌均匀；两种材料加入后，每隔10分钟搅拌一次，直至反应达到1个小时。优选的，步骤S4中的具体过滤操作为：取反应1小时后的海水倒入带有快速滤纸的布氏漏斗进行过滤，如过滤后溶液过于浑浊可再次过滤。优选的，步骤S5中，在电极使用前，需将氯电极在1×10-3mol/L的氯化钠标准溶液中浸泡活化1-2小时，再用蒸馏水清洗三次；需将双盐桥甘汞电极，放入蒸馏水中浸泡活化30分钟以上，之后在内外盐桥之间充注饱和的硝酸钠标准溶液。优选的，步骤S5中，CLU-S型氯离子含量快速测定仪的标准浓度设置范围为0.01-0.1mol/L，当剩余海水的氯离子浓度超过可测定的范围时，对待测溶液进行适当的稀释，测得稀释后的氯离子浓度；待测溶液需用磁力搅拌器边搅拌边测定，保证所测溶液氯离子分布均匀，将氯电极和玻璃电极一起放到需测定溶液中，待仪器上的数值基本稳定后，进行测定。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术对不同初始氯离子浓度的海水，考虑预除氯效果，给出了最优的反应材料所需比例、反应时间(包括反应过程中搅拌次数及间隔时间)、过滤和测定操作；除氯反应过后，采用氯离子测定仪，以检验剩余氯离子是否符合钢筋混凝土拌和用水水质要求；相对于以往除氯方法如电析法、离子交换法，本专利技术专利技术使用器材简单、成本较低、反应时间较快且除氯效果良好，为今后工程实际应用提供新思路，对将海水作为混凝土拌和用水、运用于海滨钢筋混凝土工程的可行性具有重要意义。附图说明图1为本专利技术的除氯反应流程图；图2为本专利技术的海水剩余氯离子测定示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，本专利技术提供一种技术方案：一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法，包括如下具体步骤：S1：准备氯化钠、硫酸镁、无水氯化钙、去离子水、标准氯化钠溶液、饱和硝酸钠溶液、干燥氢氧化钙和干燥偏铝酸钠；S2：分别配制400ml初始氯离子浓度为4000mg/L、10000mg/L和18000mg/L的三组模拟海水；S3：根据表1向上述三组模拟海水中分别依次加入对应量的氢氧化钙和偏铝酸钠，搅拌均匀，在常温条件下反应1小时，完成除氯反应，反应时间内，等间隔时间搅拌；表1不同初始氯离子浓度海水除氯所需的反应材料S4：取已反应1小时的海水溶液，采用带快速滤纸的布氏漏斗进行过滤，观察过滤情况，如过滤后溶液过于浑浊，则重复过滤步骤，再次观察；S5：对CLU-S型氯离子含量快速测定仪进行电极校准，测定过滤后的海水溶液中剩余氯离子浓度；将饱和硝酸钠溶液注入已活化1小时的玻璃电极内外盐桥，再进行CLU-S型氯离子含量快速测定仪的电极校准，校准范围需根据预测海水剩余氯离子浓度选定，最后按照表2-4对S4得到的过滤溶液进行氯离子浓度测定；表2400ml初始氯离子浓度为4000mg/L的海水除氯、测定过程表3400ml初始氯离子浓度为10000mg/L的海水除氯、测定过程表4400ml初始氯离子浓度为18000mg/L的海水除氯、测定过程S6：根据混凝土拌和用水水质要求，对比预除氯后溶液剩余氯离子浓度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法，其特征在于，包括如下具体步骤：/nS1：准备氯化钠、硫酸镁、无水氯化钙、去离子水、标准氯化钠溶液、饱和硝酸钠溶液、干燥氢氧化钙和干燥偏铝酸钠；/nS2：分别配制400ml初始氯离子浓度为4000mg/L、10000mg/L和18000mg/L的三组模拟海水；/nS3：向上述三组模拟海水中分别依次加入氢氧化钙和偏铝酸钠，搅拌均匀，在常温条件下反应1小时，完成除氯反应，反应时间内，等间隔时间搅拌；/nS4：除氯反应结束后用布氏漏斗快速滤纸进行过滤；/nS5：对CLU-S型氯离子含量快速测定仪进行电极校准，测定过滤后的海水剩余氯离子浓度；/nS6：根据混凝土拌和用水水质要求，对比预除氯后溶液剩余氯离子浓度，判断除氯后的海水是否可用作混凝土拌和用水。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1：准备氯化钠、硫酸镁、无水氯化钙、去离子水、标准氯化钠溶液、饱和硝酸钠溶液、干燥氢氧化钙和干燥偏铝酸钠；
S2：分别配制400ml初始氯离子浓度为4000mg/L、10000mg/L和18000mg/L的三组模拟海水；
S3：向上述三组模拟海水中分别依次加入氢氧化钙和偏铝酸钠，搅拌均匀，在常温条件下反应1小时，完成除氯反应，反应时间内，等间隔时间搅拌；
S4：除氯反应结束后用布氏漏斗快速滤纸进行过滤；
S5：对CLU-S型氯离子含量快速测定仪进行电极校准，测定过滤后的海水剩余氯离子浓度；
S6：根据混凝土拌和用水水质要求，对比预除氯后溶液剩余氯离子浓度，判断除氯后的海水是否可用作混凝土拌和用水。


2.根据权利要求1所述的一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法，其特征在于：步骤S1中，氯化钠为NaCl含量大于99.5％的分析纯；无水硫酸镁为MgSO4含量大于98％的分析纯；无水氯化钙为CaCl2含量大于96％的分析纯；干燥氢氧化钙为Ca(OH)2含量大于95％的分析纯；干燥偏铝酸钠中NaAlO2含量大于98％；氯化钠标准溶液浓度为0.1mol/L和0.01mol/L；硝酸钠标准溶液浓度为0.1mol/L。


3.根据权利要求1所述的一种基于超高石灰铝法预除海水氯离子的工艺方法，其特征在于：步骤S2中，配制模拟海水的具体步骤为：将氯化钠、无水硫酸镁和无水氯化钙按不同氯离子浓度比例加入去离子水中，在磁力搅拌器内搅拌至澄清状态；每次使用已配置好的海水前都需再次在磁力搅拌器内搅拌均匀，再按量分配。


4.根据权利要求1所述的一种基于超高石...

【专利技术属性】
技术研发人员：何泳聪，王顺顺，王小惠，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31